【摘 要】
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贵州开阳磷矿床是我国少有的富磷矿床,现已探明的资源总量超过10亿吨。其矿山运输磷矿石的巷道大多布置于红页岩岩层中,红页岩中粘土矿物成分含量较高,在受到水的侵蚀、风化等作用下,会发生膨胀和崩解现象,呈现出明显的软岩特性。矿山红页岩巷道在高应力作用下主要容易出现喷层开裂剥落、锚杆失效、围岩遇水膨胀引发局部片帮冒顶、严重底鼓等现象,巷道的变形失稳严重影响着矿井的安全生产。本文通过现场调研高应力红页岩巷道
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贵州开阳磷矿床是我国少有的富磷矿床,现已探明的资源总量超过10亿吨。其矿山运输磷矿石的巷道大多布置于红页岩岩层中,红页岩中粘土矿物成分含量较高,在受到水的侵蚀、风化等作用下,会发生膨胀和崩解现象,呈现出明显的软岩特性。矿山红页岩巷道在高应力作用下主要容易出现喷层开裂剥落、锚杆失效、围岩遇水膨胀引发局部片帮冒顶、严重底鼓等现象,巷道的变形失稳严重影响着矿井的安全生产。本文通过现场调研高应力红页岩巷道失稳破坏情况,运用理论分析、室内试验、数值模拟及工业试验等研究方法,对高应力红页岩巷道围岩的力学特性与孕灾机理展开研究,得到以下研究成果:（1）通过对高应力红页岩巷道围岩力学特性与孕灾问题的研究成果进行收集整理总结,了解高应力红页岩巷道失稳机理,红页岩力学特性以及巷道控制理论与技术的研究现状。（2）通过单轴分级加载岩石力学试验,分析不同层理角度红页岩试件经过不同干湿循环次数后的力学特性和蠕变变形规律,从红页岩层理、力学性质的角度找出高应力红页岩巷道围岩变形破坏的孕灾机理。（3）针对红页岩巷道围岩变形特征物理模型试验,采用数字散斑测量系统和红外热像仪研究了磷矿石回采过程中巷道围岩的位移场、温度场的演化特征,得出巷道顶板和右帮受磷矿石回采产生的位移大于左帮和底板;随着回采进行,岩层位移的扩展范围不断向巷道围岩扩展;巷道顶板和右帮上覆岩层区域的温度高于底板及左帮下覆岩层区域,巷道内的温度最低是由于巷道的开挖使其处于卸压区。（4）运用数值模拟软件分析倾斜岩层和水平岩层的巷道区域岩体退出承载后,巷道围岩位移场、应力场及塑性区的分布规律。（5）通过分析典型高应力红页岩巷道变形破坏特征和巷道失稳原因,根据844交叉口至溜井段巷道围岩的具体概况,借助巷道控制理论通过浅孔注浆修复、格栅拱架支护、小孔径锚索深层锚固关键技术,提出浅孔注浆+格栅拱架+小孔径锚索的支护方式并进行了现场应用。
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